[发明专利]晶体管及其形成方法

说明书

本文公开了表现出减小的寄生电容和因此改善的性能的鳍式场效应晶体管(FinFET)。FinFET具有集成至它们的栅极结构中的栅极空气间隔件。示例性晶体管包括：鳍；以及栅极结构，设置在第一外延源极/漏极部件和第二外延源极/漏极部件之间的鳍上方。栅极结构包括栅电极、栅极电介质以及设置在栅极电介质和栅电极的侧壁之间的栅极空气间隔件。本申请的实施例还涉及晶体管及其形成方法。

技术领域

本申请的实施例涉及晶体管及其形成方法。

背景技术

集成电路(IC)工业经历了指数级增长。IC材料和设计中的技术进步已经产生了多代IC，其中每一代都具有比上一代更小且更复杂的电路。在IC发展的工艺中，功能密度(即，每芯片面积的互连器件的数量)普遍增加，而几何尺寸(即，可以使用制造工艺产生的最小组件(或线))已经减小。这种按比例缩小的工艺通常通过提高生产效率和降低相关成本来提供益处。

这种按比例缩小也增加了处理和制造IC的复杂性，并且要实现这些进步，需要IC处理和制造中类似的发展。例如，随着鳍式场效应晶体管(FinFET)技术朝着更小的部件尺寸(诸如32纳米、28纳米、20纳米及以下)发展，已经观察到由栅极至源极/漏极电容和栅极至源极/漏极接触电容产生的寄生电容占FinFET的总寄生电容的增大部分，并且随着IC技术节点的减小，这些观察到的寄生电容趋于增大。因此，不能实现FinFET的所有优势。需要用于减小FinFET中寄生电容的解决方案。

发明内容

本申请的一些实施例提供了一种晶体管，包括：鳍；以及栅极结构，设置在第一外延源极/漏极部件和第二外延源极/漏极部件之间的所述鳍上方，其中，所述栅极结构包括：栅电极，栅极电介质，以及栅极空气间隔件，设置在所述栅极电介质和所述栅电极的侧壁之间。

本申请的另一些实施例提供了一种晶体管，包括：鳍；第一外延源极/漏极部件和第二外延源极/漏极部件，所述第一外延源极/漏极部件设置在所述鳍的第一源极/漏极区域中，并且所述第二外延源极/漏极部件设置在所述鳍的第二源极/漏极区域中；栅极结构，设置在所述第一外延源极/漏极部件和所述第二外延源极/漏极部件之间的所述鳍上方，其中，所述栅极结构包括：栅电极，栅极电介质，栅极空气间隔密封件，第一栅极空气间隔件，限制在所述栅极电介质、所述栅电极的第一侧壁和所述栅极空气间隔密封件之间，以及第二栅极空气间隔件，限制在所述栅极电介质、所述栅电极的第二侧壁和所述栅极空气间隔密封件之间；以及栅极接触件，穿过所述栅极空气间隔密封件延伸至所述栅电极。

本申请的又一些实施例提供了一种形成晶体管的方法，包括：在形成第一外延源极/漏极部件和第二外延源极/漏极部件之后，沿伪栅极堆叠件的设置在所述第一外延源极/漏极部件和所述第二外延源极/漏极部件之间的鳍上方的侧壁去除栅极间隔件；用金属栅极堆叠件替换所述伪栅极堆叠件，其中，所述金属栅极堆叠件包括设置在栅极电介质上方的栅电极以及设置在所述栅极电介质和所述栅电极的侧壁之间的伪间隔件；从所述金属栅极堆叠件去除所述伪间隔件，以在所述栅极电介质和所述栅电极的所述侧壁之间的所述金属栅极堆叠件中形成栅极空气间隔件；以及在所述栅极空气间隔件上方形成栅极空气间隔密封件。

附图说明

当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本发明。应该强调，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制，仅用于说明的目的。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。

图1是根据本发明的各个方面的用于制造包括FinFET器件的集成电路器件的方法的流程图。

图2至图19是根据本发明的各个方面的在诸如与图1的方法相关的那些各个制造阶段的部分或整体包括FinFET器件的集成电路的局部截面图。

图20是根据本发明的各个方面的在诸如与图1的方法相关的制造期间部分或整体包括图18的FinFET器件的集成电路的局部透视图。

具体实施方式